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移動式承重架在廈門太古機庫鋼結(jié)構(gòu)施工中的應用

作者:劉金榮 卜延謂 葉建華    
時間:2013-02-04 10:41:14 [收藏]
本文簡要介紹了廈門太古四期、五期大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝方法。從結(jié)構(gòu)特點、現(xiàn)場條件、安裝效率等角度綜合分析,總結(jié)了移動式承重架技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工中的應用效果。
    關(guān)鍵詞:

    [摘要]  本文簡要介紹了廈門太古四期、五期大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝方法。從結(jié)構(gòu)特點、現(xiàn)場條件、安裝效率等角度綜合分析,總結(jié)了移動式承重架技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工中的應用效果。
    [關(guān)鍵詞]  鋼結(jié)構(gòu) 安裝 機庫 承重架 移動 施工技術(shù)
          1、工程概況
          廈門太古飛機維修中心四期機庫鋼結(jié)構(gòu)工程,大廳網(wǎng)架采用正交正放抽空四角錐焊接球節(jié)點網(wǎng)架,采用三邊支承,長170.4m,寬 75.5m。由跨內(nèi)兩個大柱將大廳網(wǎng)架分為92.6m和77.8m連續(xù)兩跨,其基本網(wǎng)格分別為5.0m×4.63m、5.0m×4.863m,網(wǎng)架剖面形式呈臺階狀,結(jié)構(gòu)起坡,網(wǎng)架矢高為4m~6.3m,下弦標高分別為25m和31m,鋼結(jié)構(gòu)總重約2230t,見圖1~2。
          五期機庫鋼結(jié)構(gòu)工程,機庫屋蓋結(jié)構(gòu)為三層棋盤形四角錐網(wǎng)架與橫跨大門的鋼拱架形成的混合空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。大廳網(wǎng)架覆蓋面積152m×75.5m,其基本網(wǎng)格為4.75m×5.0m,結(jié)構(gòu)起坡,網(wǎng)架矢高為4.0m~7.78m;鋼拱架標高為20.75m,網(wǎng)架下弦標高27.227m。鋼結(jié)構(gòu)總重約2100t。
     

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    圖1、廈門太古機庫四期機庫外景

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    圖2、廈門太古機庫五期機庫外景

    2、安裝方法
          在大跨度機庫屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程中,通常采用結(jié)構(gòu)整體提升、結(jié)構(gòu)累積滑移等方法。若采用結(jié)構(gòu)整體提升,考慮到大門門梁與大廳網(wǎng)架底標高相差13.20m,則需要將門梁放置于深基坑中拼裝或搭設(shè)大量的滿堂腳手架(如圖3),并且提升后的結(jié)構(gòu)補空相對困難,使施工質(zhì)量安全控制難,措施費用大;若采用結(jié)構(gòu)累積滑移,則必須改變網(wǎng)架原設(shè)計的支承方式,必然會導致結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化和部分構(gòu)件的調(diào)整,經(jīng)過了累積滑移過程,不斷增大的結(jié)構(gòu)體積和重量,因牽引而產(chǎn)生一些不可逆的變形。
     

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     圖3、廈門太古機庫結(jié)構(gòu)整體提升方案示意

    2.1、由于現(xiàn)場場地狹窄,可利用面積少,綜合考慮各種施工技術(shù)優(yōu)缺點和工程工期安排等因素,決定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用地面小塊體組裝,扣件式腳手架與移動式承重架共同組成作業(yè)平臺,高空單元拼裝的方法施工,如圖4。
     

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     圖4、廈門太古機庫承重架支承示意


          2.2、移動式承重架和扣件式腳手架是網(wǎng)架安裝的承重架和整體結(jié)構(gòu)的臨時支承基礎(chǔ),經(jīng)過精確驗算。每次承重架滑移前,安裝完成的單元必須固定,且對網(wǎng)架進行各種施工工況下的驗算。經(jīng)過施工單位驗算及設(shè)計單位復核,網(wǎng)架在安裝過程各種工況下均是穩(wěn)定的。
          2.3、整個網(wǎng)架分若干個單元完成高空安裝(四期分七個單元、五期分八個單元),依次進行,積累完成,每次滑移一個單元,要求已完成網(wǎng)架必須有一排支點在架子上,保證安裝單元與上一單元在同一標高安裝。
          2.4、在四期工程中,移動式承重架在安裝過程中分別要升降各一次,即由23.8m(低跨)→29.8m(高跨)→16.6m(門梁);五期工程中,移動式承重架在安裝過程中分別要降架兩次,即由27.1m→23.6m→15.6m(如圖5~6)。
          2.5、鋼結(jié)構(gòu)安裝過程如圖7~10所示。

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    圖5、廈門太古機庫結(jié)構(gòu)安裝示意圖(一)

    3、技術(shù)優(yōu)點
          移動式承重架施工技術(shù)在太古四期、五期工程中的成功應用,顯示如下優(yōu)點:
          3.1、經(jīng)過專業(yè)設(shè)計,針對性強
          承重架在設(shè)計時,建造模型的依據(jù)即是主結(jié)構(gòu)的設(shè)計模型,故承重網(wǎng)架的支承節(jié)點與主結(jié)構(gòu)的支承節(jié)點是一一對應的垂直關(guān)系,之間的距離也是根據(jù)實際需用的支承高度確定,所以支承方式合理、支承簡便;受力上承重網(wǎng)架通過節(jié)點傳遞加載的各種荷載,受力線路明確,利于各種工況的受力分析和驗算,可為配套技術(shù)措施提供直接的依據(jù)。

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    圖6、廈門太古機庫結(jié)構(gòu)安裝示意圖(二)

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    圖7、廈門太古機庫施工現(xiàn)場整體布置

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    圖8、廈門太古機庫結(jié)構(gòu)高空單元安裝

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    圖9、廈門太古機庫屋面與結(jié)構(gòu)安裝的施工流水

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    圖10、廈門太古機庫大門門梁結(jié)構(gòu)的安裝
     

    網(wǎng)架采用行業(yè)上通用的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行設(shè)計,可結(jié)合工程的實際特點,設(shè)計相應的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸和支承形式,并以國家有關(guān)規(guī)范和標準為依據(jù),進行各種荷載組合設(shè)計、校驗,故設(shè)計科學、可靠,保證了結(jié)構(gòu)應用的使用性和安全性。在太古四期、五期工程應用中,由于設(shè)計的優(yōu)化,結(jié)構(gòu)與受力的配合較好,經(jīng)過數(shù)次滑移、拆裝升降,未出現(xiàn)過桿件彎曲、網(wǎng)架變形等情況。
          3.2、減少了對主體結(jié)構(gòu)受力的影響
          實際上,結(jié)構(gòu)積累滑移法施工是比較成熟的鋼結(jié)構(gòu)施工工藝,在方案論證時,總結(jié)廈門太古二、三期網(wǎng)架施工,由于改變網(wǎng)架原設(shè)計的支承方式,加之經(jīng)過了滑移的過程以及動荷載影響,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力會發(fā)生變化,變形也增加。采用移動式承重架施工,只是承重架滑移,主體網(wǎng)架始終原位安裝而直接進入設(shè)計狀態(tài),施工過程對主體結(jié)構(gòu)的影響可降低到最小。
          3.3、安裝、拆除施工周期短,施工方便,受現(xiàn)場條件影響少
          承重架桿件及配件均采用工廠化制作,運抵現(xiàn)場后,由專業(yè)施工隊伍進行網(wǎng)架安裝,其作為一個小型的網(wǎng)架工程,一切以單項工程的要求控制其質(zhì)量及進度,大大方便了施工和管理。
    在廈門太古四期、五期工程中,因采用移動式承重架施工技術(shù),承重架占地面積小(僅支腿部分),下部還可通行,隨著承重架的移動和主結(jié)構(gòu)的逐漸增強,為水電安裝、消防等單位提供了交叉作業(yè)條件,為地坪、土建工程提供了場地條件。
          3.4、采用合理的移動牽引方案
          由于承重架自身較輕,根據(jù)結(jié)構(gòu)滑移方面的成熟經(jīng)驗,采用滾動磨擦,手拉葫蘆牽引,即可實現(xiàn)勻速、平穩(wěn)滑移。在廈門太古四期、五期工程中,軌道分段考慮到每單元滑移距離,按照滑移距離的模數(shù)設(shè)計軌道長度,使得軌道利用率達到最優(yōu)。且利用軌道本身作為反力裝置進行了滾動滑移,僅用兩個5t手拉葫蘆牽引,操作簡潔方便。
          3.5、具有可回收和重復使用的特點,經(jīng)濟性好
          四期使用的承重架在少量更換桿件、鋼球后,五期工程又使用一次;五期工程完畢后,挑選保留好的構(gòu)件用做其它結(jié)構(gòu)用,完全不能用的構(gòu)件可按廢舊鋼材處理,具有很好的重復利用價值。
          4、推廣意義
          目前,我國的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展勢頭良好,結(jié)構(gòu)類型眾多,施工方法多樣,移動式承重架施工技術(shù)因其顯著的經(jīng)濟效益、安全可靠性、重復使用性、便于綜合作業(yè)等多種優(yōu)勢,應用前景廣泛。
          4.1、計算理論成熟,采用專業(yè)軟件設(shè)計,技術(shù)上更趨先進、可靠,是一種新穎獨特的結(jié)構(gòu)施工工法,有利于施工技術(shù)進步和行業(yè)發(fā)展。
          4.2、采用原位安裝,周邊支座的可一次性就位準確,使結(jié)構(gòu)邊界約束完全符合設(shè)計,最大程度地遵循了設(shè)計意圖,不改變設(shè)計的原始受力模型,便于工程質(zhì)量控制。
          4.3、移動承重架為高空安裝作業(yè)提供了良好的作業(yè)平臺,為高空安裝作業(yè)提供了較以往更安全更可靠的生產(chǎn)條件,施工安全上更有保障,降低了施工安全風險。
          4.4、周轉(zhuǎn)使用,可移動、多功能、多用途,便于開展綜合作業(yè)。設(shè)計中考慮了周轉(zhuǎn)使用,從外形的可變性到增減支腿數(shù)量等條件滿足不同類型結(jié)構(gòu)安裝,使其應用范圍越來越廣,尤其是在大跨度平板網(wǎng)架安裝中效果最明顯。
          4.5、與扣件式承重架比較,直接經(jīng)濟效益顯著,由于縮短工期使四期、五期工程工期較一、二、三期縮短數(shù)月,為顧客方提前使用投產(chǎn)提供了條件。使業(yè)主方間接受益。
          4.6、有利于標準化施工。移動網(wǎng)架式承重架從設(shè)計、制作到安裝與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相同,在理論與實踐方面均已成熟,對于具有資質(zhì)的專業(yè)公司(廠)來說易于推廣和應用。
          4.7、企業(yè)在這個工程施工中,積極地投入技術(shù)力量,大力進行技術(shù)開發(fā),施工方法上新穎獨特,已引起同行業(yè)的研究和借鑒,顯示了企業(yè)的技術(shù)實力,得到了同行的肯定和好評,為企業(yè)贏得聲譽,取得較好的社會效益。
          5、結(jié)語
          廈門太古機庫一期網(wǎng)架采用條狀腳手架分條分塊安裝,二、三期采用網(wǎng)架滑移法施工,四、五、六期采用移動式承重架安裝。對三種安裝方法進行綜合比較分析,移動式承重架安裝方法技術(shù)經(jīng)濟效果最好,其先進性在于其可拆卸和組裝,重復使用,成本低,安全可靠,多用途,適用性強。

    作者簡介:劉金榮,高級工程師,任陜西建工集團機械施工有限公司副總工程師,中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼結(jié)構(gòu)委員會專家。 



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